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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利基于弹道光成像的液体燃料喷雾区域判别与瞬态蒸发量的计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114170294B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111392849.4，技术领域涉及：G06T7/62；该发明授权基于弹道光成像的液体燃料喷雾区域判别与瞬态蒸发量的计算方法是由李瑞娜;唐纯逸;刘帅;王忠设计研发完成，并于2021-11-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于弹道光成像的液体燃料喷雾区域判别与瞬态蒸发量的计算方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种基于弹道光成像的液体燃料喷雾区域判别与瞬态蒸发量的计算方法，涉及内燃机喷雾测量计算领域；本发明的液体燃料喷雾区域判别方法主要包括液柱区与液滴区的划分；本发明的液体燃料瞬态蒸发量的计算方法，主要包括液柱区的液相质量计算、液滴区的液相质量计算和总喷油量计算，最终得到液体燃料喷雾过程中的瞬态蒸发量；对比已有技术，本发明不需要设置温度和压力传感器，也不需要获得液滴速度，除了可以得到喷雾锥角、贯穿距等常规参数外，还能够简便准确地得到喷雾液柱和液滴区域的状态，以及喷雾的瞬时蒸发量。

本发明授权基于弹道光成像的液体燃料喷雾区域判别与瞬态蒸发量的计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于弹道光成像的液体燃料喷雾区域的判别与瞬态蒸发量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：使用弹道光成像装置获取液体燃料的喷雾图像；步骤2：使用灰度函数处理法和曲率寻优法将拍摄得到的喷雾图像划分为液柱区和液滴区域；步骤3：基于区域划分完毕的喷雾图像进行瞬态蒸发量的计算； 所述步骤2的具体过程为： 步骤2.1：使用弹道光成像装置获得喷雾场成像图片，记为T； 步骤2.2：对图像T进行预处理；所述对图像T进行预处理，采用matlab工具箱中的剪切算法将无效黑色边框去除；采用最大值法对图像T进行灰度化处理，选取RGB图像中三分量亮度的最大值作为灰度值；进一步地采用高斯滤波法去除图像噪声，处理后的图像记为T1； 步骤2.3：进一步地设定阈值，对图像进行二值化处理；灰度值大于阈值的像素点视为干扰元素，将其删除；灰度值为0的区域视为氛围气，将其删除，处理后的图像记为T2； 步骤2.4：计算图像T2的灰度函数I＝fx,y，其中x和y分别是图像的横纵坐标，I则是图像坐标为x,y处的灰度值； 步骤2.5：基于步骤2.4获取图像T2各个像素点的灰度值，构成灰度矩阵；使用轮廓分析算法，在图像T2中筛选液柱区的轮廓线；所述轮廓分析算法为自液柱区的轴线向两边的灰度矩阵进行液柱轮廓特征判别，将灰度值发生陡降的区域初步划分为液柱或液滴的轮廓线； 步骤2.6：基于步骤2.5初步划分的液柱或液滴的轮廓线，使用曲率寻优法进行进一步地精确划分；所述曲率寻优法为在初步划分的轮廓线两侧用边长为E毫米的正方形栅格进行寻优；所述E＝10d0；所述d0为基于经验假设的液滴粒径初始值； 步骤2.7：进一步地将液柱或液滴的轮廓线用J个边长为E毫米的正方形栅格进行分割，并计算这J个正方形栅格内各个的图形的曲率半径； 步骤2.8：计算第j个栅格内各个图形的曲率半径时，其中，j＝1,2,3…J；需先计算第j个栅格附近图形的平均曲率半径； 步骤2.9：所述第j个栅格附近图形的平均曲率半径计算步骤如下：在以第j个栅格为圆心，5E为半径的半圆内随机选10个边长为E毫米的正方形单元；计算这10个单元内的液滴的平均曲率半径，为了减小误差重复计算12次；进一步计算这120个单元的曲率半径的平均值和标准差s，则标准误差设显著性水平α设为0.05，查正太分布z值表可知标准分z＝1.96；则置信区间为 步骤2.10：计算第j个栅格内各个图形的曲率半径其中，j＝1,2,3…J； 步骤2.11：将步骤2.10中的J个栅格中曲率半径大于的图形标记；进一步地将所有标记的图形连接，记为液柱区的轮廓线； 步骤2.12：至此液滴区轮廓线划分完毕，轮廓线内区域为液柱区，记为L；轮廓线以外的区域为液滴区，记为K； 所述步骤3的具体过程为： 步骤3.1：基于喷油规律计算瞬时喷出的燃油质量M0； 步骤3.2：计算喷柱区域的液相质量；将喷嘴处记为a，分界线处记为b，喷雾末端记为c；喷柱区液相燃料的质量记为M1；喷嘴处的燃料温度接近常温，液柱区的燃料的温度接近氛围气的温度，则喷嘴处液相燃料的密度记为ρ1，液柱区末端密度记为ρ2，则对液柱的总体密度加权处理后为ρ＝23ρ1+ρ2；液滴区的燃料密度即为在氛围气温度下燃料的密度；通过matlab程序将喷柱区的喷雾轮廓线拟合为fx，则 步骤3.3：对液滴区进行栅格划分，将液滴区分为m个边长为E毫米的子区，采用mi表示第i个子区，ηi表示第i个子区中的液滴数，di表示第i个子区中液滴的平均直径，其中i＝1…m； 液滴区m个子区的平均液滴数 液滴区m个子区的液滴体积平均直径为 步骤3.4：通过重力加速度与表面张力间的关系将液滴体积平均直径转化为液滴的体积Vm， 其中α,β为常数，γ为表面张力； 步骤3.5：通过matlab程序将液滴区的喷雾轮廓线拟合为gx；一个栅格立方体的体积为E3；进一步地液滴区栅格数量为 步骤3.6：液滴区液相质量为M2＝ρNηVm； 步骤3.7：液体燃料的瞬态蒸发量Me＝M0-M1-M2； 弹道光成像装置包括：飞秒激光器、分束器、倍频器、带通滤镜1、反射镜1、定容弹、反射镜2、透镜1、偏光器1、二向色镜、光克尔介质、带通滤镜2、偏光器2、透镜2、高速摄像机； 所述弹道光成像装置的光路传播为飞秒激光器，输出激光脉冲，经频率放大器后所述分束器将激光脉冲分为开关光束和成像光束；所述两种光束的比例为7:3；所述成像光束经过倍频器后转变为400nm；所述倍频器为偏硼酸钡晶体；所述成像光束经过带通滤镜1过滤后经由反射镜1穿过定容燃烧弹获取喷雾场信息；所述定容弹的腔体四周各有一个椭圆形石英玻璃视窗；所述成像光束获取喷雾场信息后经由反射镜2穿过透镜1、偏光器1和二向色镜后与开关光束在光克尔介质中汇合；所述透镜1起到空间过滤作用；所述偏光器1起到极性过滤作用；所述光克尔介质内装有CS2液体；所述CS2液体在没有开关光束通过时为各向同性的透明液体；所述CS2液体在有开关光束通过时，CS2分子的偶极矩在激光脉冲强烈的电磁场作用下沿着开关光束的极性方向排布，使CS2液体产生克尔效应，扭转成像光束的极性；利用光克尔效应，可以将弹道光子从成像光束中分离；所述成像光束通过带通滤镜2、偏光器2和透镜2后照射到高速摄像机上。

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